VODÍK Vodík Methan petrochemickými metodami. elektrolýza vody původu použité elektrické energie atomové, větrné, vodní a fotovoltaické

Podobné dokumenty
Bioplyn biomethan vodík biovodík

Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

NOVÉ TECHNOLOGIE ROZŠIŘUJÍCÍ VYUŽITÍ CELKOVÉHO ENERGETICKÉHO POTENCIÁLU BIOPLYNU A BIOMASY

Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

Hydrolytické a acidogenní mikroorganismy

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

ANAEROBNÍ FERMENTACE

Zplyňování biomasy. Sesuvný generátor. Autotermní zplyňování Autotermní a alotermní zplyňování

Vodík jako alternativní ekologické palivo. palivové články a vodíkové hospodářství

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ - ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY

PROGRAM BIOPLYNOVÉ STANICE

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

Energetika se zabývá získáváním, přeměnou a distribucí všech forem energie. Energii nevytváříme, pouze transformujeme z jedné formy na druhou.

Energetické zdroje budoucnosti

Energetické zhodnocení komunálního odpadu, plastů, kalů ČOV, kyselých kalů, gudrónov, gumy a biomasy

VODÍK. Proč vzrůstá zájem o využití vodíku: Produkce vodíku je jedním ze způsobů AKUMULACE PŘEBYTEČNÉ ELEKTRICKÉ ENERGIE

VŠB-TU OSTRAVA. Energetika. Bc. Lukáš Titz

Alternativní zdroje energie

AKCE: Přednáška Technologie výroby a zpracování bioplynu Stanislav Bureš. Datum:

Aplikace anaerobního membránového bioreaktoru pro čištění farmaceutických odpadních vod

Bioplynová stanice. Úvod. Immobio-Energie s.r.o. Jiráskovo nám. 4 Tel.: Plzeň Fax: contact@immobio-energie.

Úvod Bioplynová stanice Provoz bioplynové stanice Produkty anaerobní digesce Bioplynová stanice Načeradec...

rní zdroj energie pro elektromobily Petr Vysoký

(CH4, CO2, H2, N, 2, H2S)

Energetické využití odpadu. 200 let První brněnské strojírny

Anaerobní membránové bioreaktory Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

BIOLOGICKÁ ÚPRAVA ZEMĚDĚLSKÝCH ODPADŮ A STATKOVÝCH HNOJIV

Energie z odpadních vod. Karel Plotěný

PATRES Školící program. Bioplynové technologie

Co je BIOMASA? Ekologická definice

Marek Holba, Adam Bartoník, Ondřej Škorvan, Petr Horák, Marcela Počinková, Karel Plotěný. Ing Milan Uher

Základní údaje o čistírně odpadních vod

SUCHÁ FERMENTACE V MALOOBJEMOVÉM

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Česká energetika a ekonomika Martin Sedlák, , Ústí nad Labem Čistá energetika v Ústeckém kraji

SSOS_ZE_3.05 Přírodní zdroje

Obnovitelné zdroje energie

Bio LPG. Technologie a tržní potenciál Ing. Jakub Rosák 17/05/2019

Upgrading of biogas by conversion of carbon dioxide in biogas to biomethane with addition of hydrogen

EVECO Brno, s.r.o. ZAŘÍZENÍ PRO EKOLOGII A ENERGETIKU

Sestava a technologické parametry bioplynové stanice

EU peníze středním školám digitální učební materiál

ENERGIE Z ODPADNÍCH VOD

Biologické odsiřování bioplynu. Ing. Dana Pokorná, CSc.

Sluneční energie. Základní energie - celkové množství přiváděné k Zemi cca 1350 W.m % se odrazí do kosmického prostoru 15 % pohlceno atmosférou

Digitální učební materiál

Bionafta. Bionafta. Bioetanol. Bioetanol. Bioetanol. Bioetanol

Studie proveditelnosti rozvoje skládky Chotíkov

Elektrochemické články v elektrické trakci železniční (Rail Electromobility)

Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí. Výukové materiály projektu NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ VÝROBA BIOPLYNU

ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE

Zkušenosti z provozu vybraných membránových bioreaktorů

ZPRÁVA O VÝSLEDCÍCH TESTU PŘÍPRAVKU BCL BioGas

Oxid uhličitý, biopaliva, společnost

Emisní limity pro zvláště velké spalovací zdroje znečišťování pro oxid siřičitý (SO 2 ), oxidy dusíku (NO x ) a tuhé znečišťující látky

Technika a technologie bioplynového hospodářství

Integrovaná soustava získávání energie využitím domácích obnovitelných a alternativních zdrojů

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: Moderní škola 21. století. Zařazení materiálu: Ověření materiálu ve výuce:

Stabilizovaný vs. surový ČK

Hlavní sledované parametry při provozu bioplynové stanice

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

Látka toxická pro mikroorganismy a vyšší živočichy i v nízké koncentraci. Do prostředí se dostává: Používá se například:

Teplárenství jako klíč k efektivnímu využití obnovitelných zdrojů v ČR

2 Primární zdroje energie. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Hydrotermické zpracování materiálů

OSVĚDČENÁ VÝROBA PYROLÝZNÍHO OLEJE A JEHO PRAKTICKÉ VYUŽITÍ NEJEN V ENERGETICE. Kateřina Sobolíková

ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE

Metodické pokyny k pracovnímu listu č. 10 OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE VYUŽÍVANÉ ČLOVĚKEM 9. ročník

Stanovení územně specifických emisních faktorů ze spalování rafinérského plynu a propan butanu

ZEMNÍ PLYN A ELEKTŘINA V DOPRAVĚ DEJTE ZELENOU JÍZDĚ NA ZEMNÍ PLYN ČI ELEKTŘINU

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.22 EU OP VK. Obnovitelné zdroje

Paliva. nejběžnějším zdrojem tepla musí splňovat tyto podmínky: co nejmenší náklady na těžbu a výrobu snadno uskutečnitelné spalování

Vliv chemické aktivace na sorpční charakteristiky uhlíkatých materiálů

SPALOVÁNÍ SPALOVÁNÍ. DRUHY ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ - SPALOVÁNÍ - SKLÁDKOVÁNÍ - KOMPOSTOVÁNÍ Odpady potravinářské výroby SPALOVÁNÍ SPALOVÁNÍ

KDE VZÍT PLYNY? Václav Piskač, Brno 2014

Technologické zlepšení výtěžnosti bioplynu. Mechanické usnadnění míchání, čerpání, dávkování. Legislativní nařízená předúprava VŽP:

Přehled technologii pro energetické využití biomasy

Bioplynové stanice ing. Jakub Vrbata za společnost TÜV SÜD Czech s.r.o.

Elektrárny část II. Tepelné elektrárny. Ing. M. Bešta

SMART CITY BRNO Inteligentní nakládání s bioodpady ve městě Brně

Alternativní zdroje energie. v regionu

MĚSTSKÁ BIORAFINERIE. koncept čisté mobility a udržitelného rozvoje pro SMART CITY. Jan Káňa AIVOTEC s.r.o., CZ

Palivová soustava Steyr 6195 CVT

Složka Obsah v % Methan- CH % Oxid uhličitý CO % Vodík H % Sulfan H 2 S 0,1 1 % Dusík 1 3 % Metan CH 4 CO 2 H 2 H 2 S NH 3 N 2

TERMICKÉ PROCESY PŘI VYUŽITÍ ALTERNATIVNÍCH SUROVIN. Most, Autor: Doc. Ing. J.LEDERER, CSc.

Alternativní energie KGJ Green Machines a.s. Kogenerace pro všechny. Buďte nezávislý a už žádné účty.

Obnovitelné zdroje energie

Přírodní zdroje uhlovodíků

Omezování plynných emisí. Ochrana ovzduší ZS 2012/2013

Model dokonalého spalování pevných a kapalných paliv Teoretické základy spalování. Teoretické základy spalování

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

NEGATIVNÍ PŮSOBENÍ PROVOZU AUTOMOBILOVÝCH PSM NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ VÝPOČTY

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

Organickou hmotu tvoří obvykle (biomasa): ČZU/FAPPZ

ÚJV Řež, a. s. Technologie power to gas pro rozvoj obnovitelné a decentralizované energetiky. Aleš Doucek

Transkript:

VODÍK Vodík je obecně považován za ekologické palivo bez škodlivých emisí. Methan, jehož zdrojem je zemní plyn, je považován za neekologické palivo, neobnovitelný zdroj energie. Toto dělení je však třeba upřesnit a poněkud korigovat: 90 % současné průmyslové výroby vodíku je zajištěno petrochemickými metodami. Vstupem je uhlíkaté palivo (ropa, uhlí) a tepelná energie a výstupem čistý vodík a CO 2. Tuto metodu však rozhodně nelze považovat za produkci ekologicky čisté energie jednak jako surovinu používáme neobnovitelnou surovinu, jednak je produkován skleníkový plyn. Další možností výroby vodíku a v poslední době vysoce perspektivní je elektrolýza vody. I v tomto případě je však třeba věnovat pozornost původu použité elektrické energie. Při zachování ekologického přístupu je možné použít pouze atomové, větrné, vodní a fotovoltaické elektrárny. V případě nekontrolovatelných zdrojů (vítr, slunce) jde spíše o skladování energie, což v případě elektřiny nejde.

VODÍK vs. METHAN Tím nejdůležitějším rozdílem je vysoká energetická hustota vodíku. Rovnice (1) a (2) ilustrují reakci obou plynů s kyslíkem a jejich energetický výtěžek: H 2 + ½ O 2 H 2 O - 286,0 kj/mol (1) CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O - 890,8 kj/mol (2) Vztažením na hmotnostní jednotky obdržíme spalná tepla 143 kj/g vodíku a 55,7 kj/g methanu. Počítáme-li výhřevnost, budou tyto hodnoty poněkud korigovány ve prospěch methanu: 122,7 kj/g (vodík); 53,1 kj/g (methan). Tzn. energetický výtěžek ze spálení jednoho gramu vodíku je více než dvojnásobný oproti stejnému množství metanu. Je jasné, že pro skladování vodíku bude ve srovnání s methanem potřeba dosáhnout podstatně vyššího tlaku kvůli rozdílné molární hmotnosti. Skladování vodíku představuje poměrně složitý problém. V současné době se používají ocelové nádrže pokryté kvalitní tepelnou izolací. Teplota zkapalněného vodíku je 253 C.

Skladování H2 Vodík svojí podstatou patří do skupiny nebezpečných plynů, a proto je nutné při jeho skladování, manipulaci a zpracování dbát na přesně nastavené bezpečnostní předpisy, které jsou v každé zemi odlišné. Cenově dostupný a energeticky efektivní způsob uskladnění vodíku je klíčový pro budoucnost všech vodíkových technologií. Vodík má ze všech paliv nejmenší hustotu a nejnižší bod varu, což je faktor, který také komplikuje jeho skladování. Skladování vodíku můžeme rozdělit na konvenční a alternativní. Ke konvenčním technologiím patří především tlakové nádoby pro plynný vodík a kryogenní nádoby pro zkapalněný vodík. Zástupcem alternativních technologií je např. skladování vodíku v metalhydridech, komplexních hydridech, v nanostrukturách uhlíku a jako součást chemických látek.

VYUŽITÍ VODÍKU Proudové motory V blízké době pravděpodobně výrazně vzroste cena paliva pro proudové motory (kerosinu). a je otázka, jestli se podaří přechod z tohoto paliva na vodík. V případě spalovacích turbín by měla být adaptace na vodík poměrně jednoduchá. Problém bude v zásobách a umístění paliva. V případě letadel by byla proto nutná kompletní změna konstrukce letadla již není možné umístit nádrže do křídel. Jinou možností je skladování vodíku sorbovaného na povrchu uhlíkových mikrovláken. Spalovací motory Adaptace spalovacích motorů na vodík je podstatně složitější. Jde především o vysokou rychlost hoření vodíku, která si vyžaduje podstatně jiný systém chodu motoru.

VYUŽITÍ VODÍKU Palivové články Nejsilnějším argumentem pro výrobu vodíku je možnost jeho zpracování v palivových článcích. Toto zařízení je založeno na elektrochemickém slučování vodíku a kyslíku za vzniku vody. Při tomto procesu vzniká přímo elektrická energie a odpadní teplo. Výhodou palivových článků je především jejich vysoká elektrická účinnost (40 65 % - podle typu článku), fakt, že neprodukují žádné toxické látky, nepřítomnost pohyblivých součástí (spolehlivost, tichý chod), široké rozmezí použitelných výkonů a bezpečná možnost přetížení. Nevýhodou jsou naproti tomu vysoké investiční náklady a vysoká cena paliva. Vsoučasnosti již bylo uvedeno do provozu značné množství osobních automobilů na vodík poháněných palivovými články. Tyto vozy jsou schopné normálního provozu a jejich akční rádius (bez tankování) většinou přesahuje vzdálenost 400 km. Plně funkční zařízení pracují již delší dobu v kosmu.

Schéma palivového článku

V praxi by se zařízení pro rychlou elektrolýzu s membránou typu PEM měla objevit nejdříve u čerpacích stanic pro vozidla s palivovým článkem, využívající k pohonu právě vodík. Výkonnější verze pro sluneční a větrné elektrárny by pak měla následovat v horizontu několika let. V Japonsku a USA je auto na vodík v podobě modelu Honda FCX Clarity už poměrně běžnou záležitostí. Auto sice není možné koupit, ale vypůjčit jej lze. Doma v Japonsku teď Honda otevřela další z řady solárních čerpacích stanic na vodík Vodíková čerpací stanice využívá malou solární elektrárnu a připojení k běžné rozvodné síti k tomu, aby během 24 hodin vyrobila asi 1,5 kg vodíku pomocí elektrolýzy. To vozu Honda FCX Clarity vystačí na ujetí až 144 km, přičemž auto má nádrž na 4,1 kg.

Nová solární vodíková čerpací stanice stojí v prefektuře Saitama. S tou automobilka Honda dlouhodobě spolupracuje právě v zavádění nové generace osobních dopravních prostředků. Kromě toho automobilka doplnila samotný vůz FCX Clarity zásuvkou. Auto tak, podobně jako jiné elektromobily, např. Mitsubishi imiev, může fungovat jako malá elektrárna o výkonu 9 kw. Honda plánuje i nadále celý systém vyvíjet. V budoucnosti by ráda nabízela domácnostem zcela bezemisní zdroj energie v podobě kombinace solární elektrárny (vyrábějící vodík) a vodíkových palivových článků (vyrábějících elektřinu). Vodík je uskladňován pod tlakem 900 barů, čerpací stanice však zvládne i tankování tlakem 350 a 750 barů. Samotná Honda FCX Clarity ujede na jednu nádrž, což je 3,9 kg vodíku, 387 km, což znamená, že za rok mohou tyto vozy najezdit z produkce elektrárny dva a čtvrt milionu kilometrů a to při ceně zhruba 200 korun za kilogram. Ve Swindonu má Honda první evropskou výrobní a čerpací stanici na vodík, vyráběný pomocí solární energie.

BIOLOGICKÉ METODY PRODUKCE VODÍKU Dalším perspektivním způsobem je biologická produkce vodíku (fermentační nebo fotosyntetická). Tak jako nelze předpokládat, že je možné biologickou produkcí methanu konkurovat produkci zemního plynu, biologická produkce vodíku je představitelná pouze jako doplněk k průmyslové výrobě ve specifických případech. Metody tvorby vodíku prostřednictvím mikroorganismů lze rozdělit na světelné a nesvětelné procesy. Světelné procesy dále dělíme na přímou a nepřímou biofotolýzu a fotofermentaci. Nesvětelný proces je anaerobní fermentace - acidogeneze.

Přímá biofotolýza Jde o proces, který jsou schopny uskutečnit některé zelené řasy (např. Chlamydomonas reinhardtii). Fotosyntetický systém zachytí foton, jehož energie je využita ke zredukování nízkopotenciálového přenašeče elektronů ferredoxinu (Fd). Tento přenašeč poté redukuje hydrogenázu za tvorby molekuly vodíku. Tento proces může mít účinnost asi 20 %, avšak pouze za předpokladu, že se podaří udržet velmi nízký parciální tlak kyslíku (asi 0,1 %). Jinak je inhibována aktivita Fehydrogenázy. Přímá biofotolýza je považována za velmi problematický, ekonomicky neefektivní proces s nízkou účinností.

Nepřímá biofotolýza Problémy s inhibicí hydrogenázy kyslíkem lze obejít použitím tzv. nepřímé biofotolýzy. 1. Produkce zelených řas v otevřených rybnících. Tyto řasy obsahují vysoké koncentrace sacharidů. Účinnost využití sluneční energie je asi 10 %. 2. Separace řas sedimentací. 3. Anaerobní fermentace s teoretickým výtěžkem 4 mol H 2 a2molch 3 COO - na 1 mol glukózy. 4. Konverze 2 mol CH 3 COO - na 8 mol H 2 (teoreticky) ve fotobioreaktoru. Proces je uskutečnitelný např. s použitím řasy Chlamydomonas reinhardtii. Tento systém je v současné době pouze na testovací úrovni, jeho rozsáhlejší použití je zatím ekonomicky nemyslitelné.

Fotofermentace Fotofermentace je proces, který využívá fotosyntetické bakterie. Tyto mohou využívat vysoce účinný nitrogenázový systém pro produkci vodíku. Jako zdroj energie využívají kromě sluneční energie i (odpadní) organické látky Nejlepších výsledků bylo dosaženo použitím bakterií rodu Rhodopseudomonas a Rhodobacter. Také jeho rozsáhlejší použití je zatím ekonomicky nemyslitelné.

Anaerobní fermentace Použití anaerobní fermentace má oproti světelným procesům zásadní výhodu, že není třeba řešit problémy spjaté s nutností dodávat světelné energie do systému, tak je možné jednak snížit energetickou náročnost procesu, jednak používat značně jednodušší zařízení. Anaerobní (fermentační) produkce vodíku je z technologického hlediska běžný anaerobní rozklad, při kterém je ovšem zamezeno činnosti methanogenních organismů. Produktem tohoto rozkladu je potom vodík, oxid uhličitý, nižší mastné kyseliny a některé alkoholy (metanol, etanol atd.). Zjednodušeně lze říci, že jde o anaerobní rozklad zredukovaný na hydrolýzu a acidogenezi. Jako organismy, které tento proces uskutečňují, se většinou používají stejně jako při produkci methanu směsné kultury, většinou získané z anaerobních bioreaktorů.

ORGANISMY PRODUKUJÍCÍ VODÍK Organismy tvořící tato konsorcia se dělí do dvou velkých skupin: fakultativní anaeroby (např. Enterobacter spp.) striktní anaeroby (především rody Clostridium a Rhodobacter). Výhodou použití rodu Enterobacter je nízká citlivost k rozpuštěnému kyslíku na rozdíl od Clostridium spp., vysoká růstová rychlost a vysoká rychlost produkce vodíku (vyšší než u světelných procesů). Naopak nevýhodou je velmi nízká účinnost (méně než 1 mol/mol glukózy). Nejčastěji zmiňovanými organismy z této skupiny jsou různé kmeny druhu Enterobacter aerogenes. Nejčastější rod Clostridium je používán jako čistá kultura nebo jako významná součást směsné kultury např. C. butyricum, C. acetobutylicum, C. pasteurianum, C. thermocellum.

BIOCHEMIE ANAEROBNÍ PRODUKCE VODÍKU Acidogenní fermentace sacharidů (za hypotetické produkce pouze směsi nižších mastných kyselin): C 6 H 12 O 6 +2H 2 O 2CH 3 COOH + 2CO 2 +4H 2 C 6 H 12 O 6 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2CO 2 +2H 2 C 6 H 12 O 6 +2H 2 2CH 3 CH 2 COOH + 2H 2 O Nejvíce vodíku se tvoří při produkci kyseliny octové a při produkci kyseliny propionové je vodík naopak spotřebováván.

SPECIFICKÉ PROBLÉMY ACIDOGENEZE Vhodná hodnota ph. Při konvenční anaerobní fermentaci se přizpůsobuje požadavkům methanogenů tzn.vždy se pohybuje okolo hodnoty 7. Protože optimální životní podmínku acidogenních organismů jsou výrazně rozdílné, je třeba správnou hodnotu ph teprve hledat. Nejčastěji jsou uváděny hodnoty ph v rozmezí 5,0 5,5 někdy ph 6,5 7,0. Potřebná doba zdržení. Ipři zachování vysoké účinnosti přeměny substrátu - velmi krátké doby zdržení v rozmezí 2 8 hodin. Závažný problém Inhibice procesu koncovým produktem vodíkem. V případě kompletního anaerobního rozkladu je vodík rychle spotřebováván methanogenními případně homoacetogenními organismy. Při jejich nepřítomnosti (nečinnosti) se však vodík v systému akumuluje a je schopen výrazně negativně ovlivnit celý proces. Vodík jednak nepříznivě posouvá chemické rovnováhy ve prospěch výchozích látek, jednak zabraňuje regeneraci elektronových přenašečů NAD

PŘÍKLADY REAKTORŮ VHODNÝCH PRO PRODUKCI VODÍKU V případě anaerobní produkce vodíku se (při reálné aplikaci) téměř vždy jedná o dvoustupňový systém. První acidogenní stupeň produkuje vodík (a oxid uhličitý) a velké množství snadno rozložitelného substrátu (nižší mastné kyseliny, alkoholy). Tento substrát je velmi vhodný pro tvorbu methanu v druhém stupni. Vsoučasné době je možné dosáhnout pouze asi 10 % transformace vstupní CHSK na vodík Zbytek (až 85 % vstupní CHSK) je převeden na NMK a alkoholy. V případě kapalného substrátu (odpadní vody) se pro acidogenní stupeň používají všechny běžné anaerobní reaktory např. UASB, reaktor s fluidním ložem, biofilmové reaktory a nejčastěji míchaný reaktor se suspendovanou biomasou, který může být zapojen i jako chemostat.

V případě pevných substrátů (odpadů) je většinou nutno použít nějaký typ semikontinuálního nebo diskontinuálního reaktoru. Často je využíván tzv. vyluhovací reaktor Sestavu čtyř vyluhovacích reaktorů střídajících se ve funkci acidogenního stupně a jednoho UASB (methanogenního) reaktoru

Technologická varianta jednostupňové fermentace Varianta 1- Přímá methanizace surový materiál (1 kg sušiny) 45 % CHSK Methanizace 132 g CH 4 6,61 MJ 55 % CHSK 14 dní odpad

Technologická varianta dvoustupňové fermentace s vyluhováním do druhého stupně kapalná fáze Varianta 2 - Dvoustupňový proces I. 4,3 g H 2 0,54 MJ 78 g CH 4 3,91 MJ surový materiál (1 kg TS) 1. stupeň 65 % CHSK 3 % CHSK 32 % CHSK odtok (l) 2. stupeň 32 % CHSK < 0,5 % CHSK pevný odpad kapalný odpad 1 den 7 dní

Technologická varianta dvoustupňové fermentace, do druhého stupně fermentační směs Varianta 3 - Dvoustupňový proces II. 4,3 g H 2 0,54 MJ 121 g CH 4 6,07 MJ 3 % CHSK 42 % CHSK surový materiál (1 kg TS) 1. stupeň 97 % CHSK 2. stupeň odpad 55 % CHSK odpad 1 den 13 dní

Varianta Produkce CH4 Energie zch4 Produkce H2 Energie zh2 Doba zdržení Energie celkem g/kg (suš.) MJ/kg (suš.) g/kg (suš.) MJ/kg (suš.) (d) MJ/kg suš. 1 132 6,61 --- --- 14 6,61 2 78 3,91 4,3 0,54 1 + 7 4,45 3 121 6,07 4,3 0,54 1 + 13 6,61 Provozní aplikace fermentační produkce vodíku je v současné době diskutabilní, fermentační plyn z prvního stupně je nutné vyčistit od CO2 a H2S, tlak produkovaného plynu je nízký. V Evropě sice již běží několik dvojstupňových bioplynových stanic, jsou však využívány pouze pro produkci methanu, plyn z prvního stupně je veden do druhého.

Kombinace anaerobní technologie a termických procesů od odpadů k biomethanu Některé odpady jako kaly, kejdy nebo hnoje jsou pouze částečně využité při anaerobní fermentaci a nevyužitý podíl organických látek bývá 40-50 %. V komunálních odpadech je značný podíl organického materiálu v anaerobních fermentorech špatně rozložitelných.

Pyrolýza produkuje vedle syngasu také bioolej a biochar Jejich proporce závisí na podmínkách pyrolýzy Bioolej lze spalovat, pro biologické zpracování není vhodný Biochar přidaný do fermentoru zvyšuje koncentraci CH4 ve fermentoru

ZÁVĚR Bylo vyvinuto, odzkoušeno a provozně aplikováno mnoho metod intenzifikace anaerobní technologie a prostor pro další vylepšování, které by bylo ekonomicky aktivní, se stále zužuje. Je nutné hledat, kde jsou další prostory a možnosti, jak rozšířit škálu možných vstupů do anaerobní technologie, jak zvýšit celkovou výtěžnost energie z organických materiálů a zajistit její efektivní využití.